大體積混凝土施工技術(shù)研究

王士超 周艷英

（中交一公局總承包經(jīng)營分公司 北京 100024）

引言

我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的不斷加快，促進(jìn)了大體積混凝土施工技術(shù)在建筑、水利等領(lǐng)域的應(yīng)用。由于大體積混凝土橫斷面積較大，在實(shí)際施工中，由于大體積混凝土復(fù)雜的施工環(huán)境及嚴(yán)格的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，容易受到外界因素及混凝土自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)而產(chǎn)生不同程度及范圍的裂縫，進(jìn)而因裂縫問題影響工程質(zhì)量，嚴(yán)重的甚至發(fā)生垮塌引發(fā)各類安全事故。因此有效的控制和預(yù)防大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生是保證混凝土質(zhì)量的重要內(nèi)容。

1 研究大體積混凝土施工技術(shù)的重要意義

在我國建筑業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，高層、超高層及大規(guī)模的建筑工程越來越多，大體積混凝土施工技術(shù)在建筑工程中發(fā)揮的作用也越來越明顯。為了確保工程質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)滿足人們生產(chǎn)和生活的需要，大體積混凝土相對于普通鋼筋混凝土而言，具有更為強(qiáng)大的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，有效的提高了房屋質(zhì)量和安全性能，同時(shí)有利于延長建筑物的使用壽命。且大體積混凝土在施工標(biāo)準(zhǔn)及施工工藝的掌握上，要求較為精準(zhǔn)，它可以有效減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，降低混凝土體表面的溫差，達(dá)到對混凝土體起到保溫的效果。同時(shí)合理掌握大體積混凝土的澆筑技術(shù)，對于剛澆筑好的混凝土，可降低其表面水分散發(fā)速度，適宜的濕度條件可有效降低因表面水分散失而引發(fā)的混凝土裂縫。基于這些特點(diǎn)，大體積混凝土在提升建筑工程施工技術(shù)水平和保證工程質(zhì)量發(fā)揮著重要作用。而大體積混凝土在施工過程中，容易受到混凝土原材料、配合比、溫度及澆筑技術(shù)不規(guī)范引發(fā)的各種質(zhì)量問題，因此加強(qiáng)施工中大體積混凝土施工技術(shù)的科學(xué)優(yōu)化，是有效避免產(chǎn)生混凝土質(zhì)量問題的基礎(chǔ)。越來越多的建筑界人士加入到研究提高大體積混凝土施工技術(shù)的大軍中，從而推進(jìn)大體積混凝土施工技術(shù)水平的提升。

2 大體積混凝土施工時(shí)容易出現(xiàn)的問題

大體積混凝土由于其橫斷面尺寸都在1m以上，在高層建筑及大型設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛，且對混凝土的要求比普通混凝土嚴(yán)格。這樣大體積的混凝土足以加速水泥水熱化程度，致使混凝土內(nèi)外溫差相差較大，甚至有的超過25℃，這樣大的溫差極易引發(fā)裂縫等問題，這也是混凝土施工時(shí)常見問題和施工難點(diǎn)。在實(shí)際施工中，其施工工藝與普通的混凝土澆筑方法有所不同，它采取連續(xù)澆筑的方式，不能采取分縫分量澆筑。一旦在施工過程中，施工技術(shù)不規(guī)范，連續(xù)澆筑中斷就會增大其內(nèi)外溫差，使混凝土產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，進(jìn)而發(fā)生裂縫問題。同時(shí)，混凝土因其自身體積大導(dǎo)致其穩(wěn)定性不足，抗?jié)B性能降低，從而影響到混凝土的耐久性。若施工中材料配合比不合理，如水泥和水的用量增大，就會加劇混凝土收縮變形速度，且混凝土容易受到外界環(huán)境因素的影響而使其本身水分蒸發(fā)加快，導(dǎo)致混凝土因水分缺失引起開裂。還有一種裂縫是因所用建筑材料的質(zhì)量、規(guī)格和型號達(dá)不到工程標(biāo)準(zhǔn)，如有的水泥中砂石比例過高，導(dǎo)致水泥強(qiáng)度降低，如果施工中使用了這樣的水泥，就會嚴(yán)重威脅到混凝土的強(qiáng)度和耐久性，導(dǎo)致混凝土受損引發(fā)裂縫。

3 大體積混凝土施工技術(shù)

3.1 施工準(zhǔn)備階段的施工技術(shù)

在建筑工程大體積混凝土施工之前，首先應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際科學(xué)合理的進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，要制定出施工階段的控制裂縫措施。召開由相關(guān)單位參加的圖紙分析會，對圖紙的可行性進(jìn)行研究，并指出關(guān)鍵部位具體的施工指導(dǎo)意見，同時(shí)要提出施工應(yīng)注意的安全問題，確保施工質(zhì)量和安全性。其次清理施工現(xiàn)場、充分了解施工現(xiàn)場、氣候、周圍環(huán)境對施工可能產(chǎn)生的各種影響，做好大體積混凝土施工前的模板安裝、鋼筋工程、預(yù)埋管件等工作，并對各項(xiàng)工作完成進(jìn)行檢查驗(yàn)收，在確保合格的基礎(chǔ)上進(jìn)行下步工作。第三做好施工前的各項(xiàng)物資準(zhǔn)備。對施工所需各種建筑材料進(jìn)行抽樣檢測，在確保各項(xiàng)規(guī)格和技術(shù)參數(shù)滿足施工需要的前提下方可進(jìn)入現(xiàn)場，并采取有效措施做好施工材料的運(yùn)輸和存儲工作，同時(shí)確保材料供應(yīng)能滿足大體積混凝土連續(xù)施工的要求；對各大機(jī)械設(shè)備進(jìn)行安裝調(diào)試，確保各項(xiàng)設(shè)備性能完好能正常使用；對現(xiàn)場內(nèi)的主要街道進(jìn)行整理，確保街道平坦；檢查施工現(xiàn)場的水、電使用情況，并做好停電、停水等意外情況發(fā)生時(shí)的備用措施。

3.2 大體積混凝土澆筑階段的施工技術(shù)

充足的準(zhǔn)備工作是有效確保大體積混凝土因溫度及收縮發(fā)生裂縫的基礎(chǔ)，為了有效控制大體積混凝土澆筑階段的施工技術(shù)，具體措施有以下三種：①在混凝土攪拌過程中加入適量外減水劑，以此減少混凝土拌合時(shí)的用水量，可有效延緩水熱化的速度；同時(shí)可加入代替水泥材料的添加劑，注意添加劑的用量及加入時(shí)間，其目的能增加混凝土的粘塑性，從而降低水熱化，嚴(yán)格控制砂石等材料的含泥量保持在正常范圍；②采用分層澆筑方式進(jìn)行施工?？刂苹炷撩繉訚仓穸缺３衷?0cm左右，并分層進(jìn)行振搗密實(shí)操作。注意澆筑操作時(shí)的連續(xù)性，防止因澆筑期間間隔時(shí)間過長引發(fā)混凝土裂縫。在第一層混凝土凝結(jié)之前及時(shí)進(jìn)行第二層澆筑，這樣循序漸進(jìn)，一直澆筑到底。一般情況下，混凝土自由傾落高度應(yīng)控制在2m以內(nèi)，如若超過2m，要使用串筒控制混凝土的下落速度和力度；③混凝土分層澆筑方式分為余面分層、全面分層及分段分層三種技術(shù)。施工人員在施工過程中，要根據(jù)混凝土的厚度、適用范圍及工程需要合理選擇澆筑技術(shù)。同時(shí)在澆筑期間要安排專人對混凝土溫度進(jìn)行監(jiān)測，將混凝土內(nèi)外溫差控制在安全范圍內(nèi)，避免因溫差過大引發(fā)混凝土裂縫，并及時(shí)清除混凝土表面積水，一旦發(fā)現(xiàn)表面存有積水，要引流排除，并使用平板振動(dòng)器進(jìn)行振實(shí)。

3.3 大體積混凝土溫度測控

①要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)測點(diǎn)圖紙，按照圖紙做好現(xiàn)場的測溫點(diǎn)布置，測溫點(diǎn)位置要充分考慮風(fēng)向、光照等自然條件的影響。保證相鄰兩個(gè)測溫點(diǎn)距離控制在2.5～5m之間，各個(gè)測溫點(diǎn)的設(shè)置在整個(gè)大體積混凝土之間的布置要科學(xué)合理，確保能精確監(jiān)測到整個(gè)混凝土內(nèi)外溫度。②對每個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行調(diào)試試用，確保測點(diǎn)測溫的準(zhǔn)確性，同時(shí)要對測點(diǎn)采取套用熱縮管處理，以減少因外部影響導(dǎo)致的測溫誤差加大現(xiàn)象。③做好測點(diǎn)的現(xiàn)場安裝工作以后，根據(jù)混凝土的具體情況及施工要求合理選擇測溫方法。準(zhǔn)確掌握混凝土的初凝時(shí)間以及澆筑過程中的各項(xiàng)技術(shù)的施工流程控制，結(jié)合混凝土凝固時(shí)間的不同，適當(dāng)延長兩次測溫工作的時(shí)間，直到溫度穩(wěn)定時(shí)再行測量。同時(shí)要注意混凝土表面溫度和內(nèi)部溫度其溫差要小于25℃。④做好測溫期間的各項(xiàng)數(shù)值收集，對測量數(shù)據(jù)導(dǎo)出后，要對整個(gè)測溫過程中的數(shù)據(jù)變化進(jìn)行分析總結(jié)，為混凝土施工提供有效的數(shù)據(jù)參考。

3.4 大體積混凝土施工裂縫控制技術(shù)

混凝土作為建筑工程所需的主要施工材料，其質(zhì)量的好壞直接影響到工程的整體質(zhì)量和安全性能。而混凝土在施工過程中，容易因外界、內(nèi)部及人為因素引發(fā)各種質(zhì)量問題，其中裂縫問題最為常見，也是施工的難點(diǎn)和重點(diǎn)。為了有效避免和預(yù)防大體積混凝土施工中裂縫問題的發(fā)生，需要充分了解裂縫成因，進(jìn)而根據(jù)不同的裂縫問題針對性的采取措施加以預(yù)防和控制。

首先制定科學(xué)合理的混凝土配合比，保證原材料的質(zhì)量是確保大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的重要前提。對水泥和骨料的選取，要嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行科學(xué)選擇，并優(yōu)先選用壓縮性小或膨脹力較低的水泥和骨料，通過優(yōu)選材料來實(shí)現(xiàn)減少水化熱速度，降低混凝土內(nèi)外拉應(yīng)力的方法來降低混凝土裂縫的發(fā)生幾率。同時(shí)嚴(yán)格控制混凝土的配合比，結(jié)合工程的實(shí)際情況，對混凝土配合比進(jìn)行精確計(jì)算，并進(jìn)行試驗(yàn)，從而根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確保其配合比的科學(xué)性和實(shí)用性。其次加強(qiáng)混凝土內(nèi)外溫差的控制工作。在保證大體積混凝土強(qiáng)度和硬度的基礎(chǔ)上，可適當(dāng)添加外添加劑來降低水泥水化熱的速度，或在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置施工后澆帶，通過合理控制后澆帶的厚度來有效防止水化熱積聚，減少因溫差過大產(chǎn)生的拉應(yīng)力。第三優(yōu)化混凝土振搗施工技術(shù)，從而提高混凝土的密實(shí)度來增大抗拉應(yīng)力。在連續(xù)澆筑的前提下，采用二次振搗、分層澆筑的方法，并隨時(shí)排除混凝土表面積水，做好混凝土澆筑期間的養(yǎng)護(hù)工作，進(jìn)而為混凝土后期養(yǎng)護(hù)和使用打下基礎(chǔ)。同時(shí)要采取合理措施對混凝土表面進(jìn)行覆蓋保溫，降低熱量和水分散發(fā)速度，進(jìn)而降低內(nèi)外溫差。

3.5 大體積混凝土的施工養(yǎng)護(hù)

在每次完成澆筑的12h內(nèi)采取適當(dāng)措施對其表面進(jìn)行排除積水和保溫處理，確?；炷帘砻娴臐穸群蜏囟确霞夹g(shù)要求，以此減少因混凝土收縮及溫度引發(fā)的裂縫問題?；炷猎陴B(yǎng)護(hù)期間，要隨時(shí)注意外界環(huán)境溫度對混凝土的影響，應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度的不同，采取合理的養(yǎng)護(hù)措施。如外界溫度低于5℃時(shí)，嚴(yán)禁對混凝土進(jìn)行澆水保濕，通常采用蓄熱法或暖棚養(yǎng)護(hù)法來實(shí)現(xiàn)混凝土的溫度控制。在對混凝土進(jìn)行覆蓋保溫保濕處理時(shí)，要確保將整個(gè)混凝土完全覆蓋，同時(shí)要注意避免操作時(shí)引起混凝土的污染和破壞。混凝土的養(yǎng)護(hù)工作要安排專人負(fù)責(zé)，確保養(yǎng)護(hù)時(shí)間符合相關(guān)技術(shù)規(guī)定。

4 結(jié)語

大體積混凝土施工一個(gè)綜合工程，不僅要保證技術(shù)規(guī)范，還要實(shí)現(xiàn)有效的人員管理和現(xiàn)場管理，并且其管理過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程。因此為確保大體積混凝土施工質(zhì)量滿足工程的發(fā)展和需要，施工企業(yè)要不斷引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)具體施工過程中的大體積混凝土施工管理，優(yōu)化施工工藝，努力提高施工人員的綜合素質(zhì)和整體素質(zhì)，不斷總結(jié)實(shí)踐過程中的經(jīng)驗(yàn)和不足，為提高建筑工程質(zhì)量和耐久性提供保證。